氧化还原电位

氧化还原电位（共4篇）

氧化还原电位 篇1

相对稳定的氧化还原状态是动物保持健康的重要条件, 机体的氧化还原平衡状态可用表观氧化还原电位反映[1]。饲料是畜禽生存的物质基础, 也是重要的环境因子, 其氧化还原电位与动物氧化还原平衡状态应有一定关系, 但目前还未见有关不同饲料氧化还原电位值的报道。本文测定了几种常见饲料原料及饲料产品的氧化还原电位值, 研究结果可为饲料科学配制及进一步研究饲料组成与动物氧化应激的关系提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

饲料原料及饲料产品:由商品市场采集, 饲料原料包括玉米、麸皮、统糠、棉粕、菜粕、豆粕、花生粕、玉米蛋白粉、DDGS、鱼粉、肉骨粉及石粉各7个;饲料产品包括仔猪配合饲料、生长肥育猪前期配合饲料、生长肥育猪后期配合饲料、产蛋鸡配合料、肉仔鸡前期配合料、肉仔鸡后期配合料、仔猪复合预混料、生长肥育猪前期复合预混料、生长肥育猪后期复合预混料及产蛋鸡复合预混料各10个。样品粉碎, 过0.45 mm孔径试验筛, 备用。

维生素C (简称VC) :武汉华扬科技发展有限公司惠赠, 包膜VCⅠ型, VC含量为94.5%。

维生素C磷酸酯 (简称VC磷酸酯) :武汉华扬科技发展有限公司惠赠, VC磷酸酯35型, VC含量为35%。

1.2 主要仪器

电子分析天平 (BS224S赛多利斯) ;PXS-215型离子活度计 (上海精密科学仪器有限公司) 。

1.3 氧化还原电位测定方法

称取8.00 g饲料样品于小烧杯中, 加蒸馏水12m L搅匀, 按SL94-1994将离子活度计与甘汞电极、铂电极连接好, 测定样品表观氧化还原电位 (m V) 。

1.4 饲料的配制

根据NRC[2]肉鸡前期营养需要, 以玉米、豆粕为原料, 配制玉米-豆粕型饲料样品, 以此为对照组, 在此基础上, 每千克饲料中分别添加50 mg VC、100mg VC、200 mg VC、50 mg VC磷酸酯、100 mg VC磷酸酯、200 mg VC磷酸酯。混匀后粉碎, 过孔径为0.425 mm试验筛。每组取4个样品, 按上述方法测定表观氧化还原电位, 以评价外源抗氧化剂对饲料氧化还原电位的影响。

1.5 数据处理方法

利用SAS统计软件进行单因素方差分析, Duncan氏进行多重比较, 以P<0.05为显著水平, 试验数值以平均数±标准差 (M±SD) 表示。

2 结果与分析

2.1 常用饲料原料的氧化还原电位

常见饲料原料的氧化还原电位见表1。

1) 同列无标注字母或有相同字母表示差异不显著 (P>0.05) , 标注不同字母表示差异显著 (P<0.05) , 下表同。

由表1可见, 不同饲料原料的氧化还原电位存在较大差别, 分布范围为376~607 m V, 其中麸皮、统糠及花生粕的氧化还原电位较高, 分别为607m V、543 m V和504 m V;菜粕和鱼粉的氧化还原电位较低, 分别为384 m V和376 m V。

2.2 饲料产品氧化还原电位

配合饲料和预混合饲料的氧化还原电位分别见表2、表3。猪配合料氧化还原电位变化范围在344~429 m V, 变化较大, 其中以生长肥育猪后期配合饲料最低, 生长肥育猪前期配合饲料最高。鸡配合饲料氧化还原电位变化范围在278~419 m V, 肉仔鸡后期配合料最低, 产蛋鸡配合料最高。猪、鸡预混料的氧化还原电位变化范围在360~439 m V, 也存在较大差别。

2.3 抗氧化剂对饲料产品氧化还原电位的影响

结果见表4。由表4可见, 添加抗氧化剂后, 饲料氧化还原电位有所变化, 且与添加量有一定量效关系。说明, 在饲料中添加抗氧化剂 (VC和VC磷酸脂) 可以降低饲料的氧化还原电位。

3 讨论

3.1 饲料原料的氧化还原电位

屈晓媛等[3]研究了普洱茶中主要酚类化合物含量及其与氧化还原电位的关系, 证明其氧化还原电位值与主要酚类化合物含量呈显著负相关, 说明食物的氧化还原电位与其化学组成密切相关。饲料原料种类复杂, 每种饲料原料成分多样, 氧化性、还原性基团的比例有很大差异, 因此, 不同饲料原料的氧化还原电位应有所不同。目前, 对于不同饲料的氧化还原电位值未见研究报道。从本试验结果来看, 不同饲料原料的氧化还原电位存在较大差别, 其中以麸皮的氧化还原电位最高, 达607 m V, 以鱼粉的氧化还原电位最低, 为376 m V, 但未发现明显的规律性。对造成这种不同饲料原料氧化还原电位差异性的原因和机制, 需要进一步研究。

3.2 饲料产品的氧化还原电位

姜杰等[4]研究表明不同种类和数量的氧化还原官能团氧化还原电位值具有叠加作用, 饲料产品由不同的原料配合而成, 成分更加复杂, 表现出的氧化还原电位值也会更加多样。本试验已证明不同的饲料产品的氧化还原电位差异巨大, 而在饲料样品中加入还原性饲料添加剂可明显降低其氧化还原电位值, 说明饲料产品的氧化还原电位虽然存在差异, 但可根据需要适当调控。

肠道微生态平衡是动物保持良好健康状态的基础。微生物活动都需要一定的氧化还原电位环境, 而动物肠道的氧化还原状态与肠道微生物菌群分布密切相关。动物采食饲料后, 饲料的化学组分会影响食糜的构成, 因此, 日粮的氧化还原电位可能与动物肠道的氧化还原电位存在着紧密关系, 如施学仕等[5]研究表明, 日粮性质对山羊瘤胃氧化还原电位有很大影响。可见, 日粮氧化还原电位可能会影响动物的健康状况。因此, 进一步深入研究日粮氧化还原电位与畜禽健康和生产性能的关系, 以及可否通过调控日粮氧化还原电位进而改善畜禽的健康状况具有重要的理论意义和实际价值。

4 结论

1) 不同的饲料原料氧化还原电位值有较大差异性, 玉米、麸皮、统糠、棉粕、菜粕、豆粕、花生粕、玉米蛋白粉、DDGS、鱼粉、肉骨粉及石粉的氧化还原电位值变化范围为376~607 m V, 其中以麸皮最高, 达607 m V, 鱼粉最低, 为376 m V。

2) 不同饲料产品的氧化还原电位差异巨大, 但可通过外源添加剂适当调控。

摘要：本试验测定了常用饲料原料、猪鸡配合饲料、添加剂预混合饲料的氧化还原电位。结果表明, 不同的饲料原料氧化还原电位值有较大差异性, 玉米、麸皮、统糠、棉粕、菜粕、豆粕、花生粕、玉米蛋白粉、DDGS、鱼粉、肉骨粉及石粉的氧化还原电位值变化范围为376607 m V, 其中以麸皮最高, 达607 m V, 鱼粉最低, 为376 m V。不同的猪鸡配合饲料、添加剂预混合饲料产品氧化还原电位存在较大差异, 但可在配合饲料中添加维生素C改变其氧化还原电位值。

关键词：饲料原料,饲料产品,氧化还原电位

参考文献

[1]SRINIVASA K R, ROBERT S P, HELENE N M, et al.Redox potential measurements of plasma in patients undergoing coronary artery bypass graft and its clinical significance[J].Pharm Toxi Meth, 1997, 38 (3) :151-156.

[2]SL94-1994 SL 94-1994.氧化还原电位的测定 (电位测定法) .

[3]屈晓媛, 孙琳, 童华荣.普洱茶主要酚类化合物含量及其与氧化还原电位的关系[J].西南农业学报, 2014, 27 (2) :601-605.

[4]姜杰, 杨浈, 任谦, 等.土壤腐殖质氧化还原电位及其相应电子转移能力分布[J].环境化学, 2015, 34 (2) :219-224.

[5]施学仕, 韩正康.不同饲养制度下乳用山羊瘤胃内纤毛虫种群变化以及p H值和氧化还原电位对其数量的影响[J].南京农学院学报, 1982 (4) :66-76.

氧化还原电位 篇2

一、教學目標：

1、掌握物質氧化性和還原性強弱の判斷;

2、理解氧化還原反應の規律。

二、教學重點難點：

教學重點：物質氧化性和還原性強弱の判斷。

教學難點：氧化還原反應の規律。

三、教學過程：

【新課導入】

氧化性→得電子性，得到電子越容易→氧化性越強

還原性→失電子性，失去電子越容易→還原性越強

由此，金屬原子因其最外層電子數較少，通常都容易失去電子，表現出還原性，所以，一般來說，金屬性也就是還原性；非金屬原子因其最外層電子數較多，通常都容易得到電子，表現出氧化性，所以，一般來說，非金屬性也就是氧化性。【整理歸納】

一、物質氧化性和還原性強弱の判斷

1、根據氧化還原方程式進行判斷 對於反應：

氧化性：氧化劑>氧化產物； 還原性：還原劑>還原產物。例如：Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu，則有： 氧化性：CuSO4>FeSO4；還原性：Fe>Cu

2、根據物質活動性順序進行判斷(1)根據金屬活動性順序判斷

(2)根據非金屬活動性順序判斷

3、根據產物の價態判斷

一種氧化劑將還原劑氧化の價態越高，其氧化性越強。

点燃

△如：2Fe＋Cl2=====2FeCl3 Fe＋I2=====FeI2 氧化性：Cl2>I2 4．依據反應條件來判斷

與同一種還原劑(氧化劑)發生反應，其反應越困難(即要求條件越高)，其氧化性(還原性)越弱。

如：2KMnO4＋16HCl(濃)=2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O

△MnO2＋4HCl(濃)=====MnCl2＋Cl2↑＋2H2O 【小結】

（1）氧化性、還原性の強弱取決於物質得、失電子の難易程度，而與得、失電子數目の多少無關。

（2）元素の化合價處於最高價態時，具有氧化性，但不一定具有強氧化性，如Na。處於最低價態時具有還原性，但不一定有強還原性，如F。

【例題分析】1.根據下面兩個化學方程式判斷Fe2、Cu2、Fe3氧化性由強到弱の順序是()

＋

＋

＋

－

＋①2FeCl3＋Cu=2FeCl2＋CuCl2，②CuCl2＋Fe=FeCl2＋Cu A．Fe3>Fe2>Cu

2B．Fe2>Cu2>Fe3 ＋＋＋

＋

＋

＋C．Cu2>Fe3>Fe2

D．Fe3>Cu2>Fe2 ＋＋＋

＋

＋

＋【解析】由反應①可得出氧化性：Fe3>Cu2；由反應②可得出氧化性：Cu2>Fe2；故綜合＋

＋

＋

＋可知：Fe3>Cu2>Fe2，選D。＋＋＋【整理歸納】

二、氧化還原反應の規律

1、守恒規律

氧化還原反應中：化合價升高總數＝化合價降低總數，即失電子數＝得電子數。

2、價態規律

（1）元素處於最高價態，只有氧化性(只針對該元素)，如Fe3等；

＋

（2）元素處於最低價態，只有還原性(只針對該元素)，如S2等；

－（3）元素處於中間價態，既有氧化性又有還原性，如Fe2等。

＋

3、先後規律

氧化還原反應中，強者優先。即氧化性(或還原性)強，優先發生反應。

4、不交叉規律

即同種元素不同價態之間，相鄰價態不反應，發生反應時化合價向中間靠攏，但不交叉。

【小結】

（1）通常利用電子守恒規律，即n(失)＝n(得)來進行有關氧化還原反應の題。

（2）金屬單質只有還原性，非金屬單質中有の只有氧化性如有の既有氧化性又有還原性，如S、Cl2。

【例題分析】2．在KClO3＋6HCl(濃)=KCl＋3Cl2↑＋3H2Oの反應中，被氧化の氯與被還原の氯の原子個數比為________。

A．1∶6

B．6∶1

C．1∶5

D．5∶1 【解析】由氧化還原反應“不交叉”規律，可知KCl中の氯元素來自HCl，而不是KClO3，故Cl2既是氧化產物又是還原產物用雙線橋法表示出該反應の電子轉移情況為：

F2，有の只有還原性如

氧化还原反应考点分析 篇3

一、以物质的制备为背景考查氧化还原反应方程式的书写与计算

以物质的制备为背景，根据新情境和相关信息书写氧化还原反应方程式，是考查学生化学知识的有效手段之一，如2008年全国理综卷I第26题，利用新的方程式进行物质的纯度计算，涉及氧化还原反应关系式及步骤较多，解题时一定要弄懂每一步反应及其所对应的关系式。

【例题】（2008年全国理综卷I，26）实验室可由软锰矿（主要成分为MnO ）制备KMnO ，方法如下：软锰矿与过量固体KOH和KCIO 在高温下反应，生成锰酸钾（K MnO ）和KCI；用水溶解，滤去残渣，滤液酸化后，K MnO 转变为MnO 和KMnO ；滤去MnO 沉淀，浓缩滤液，结晶得到深紫色的针状KMnO 。请回答：

(1)软锰矿制备K MnO 的化学方程式是：?摇?摇 ?摇?摇?摇；

(2)K MnO 制备KMnO 的离子方程式是：?摇?摇?摇?摇?摇；

(3)若用2.5g软锰矿（含MnO 80%）进行上述实验，计算KMnO 的理论产量；

(4)KMnO 能与热的经硫酸酸化的Na C O 反应生成Mn 和CO ，该反应的化学方程式是：?摇?摇?摇?摇?摇；

(5)上述制得的KMnO 产品0.165g，恰好与0.335g纯Na C O 反应完全，计算该KMnO 的纯度。

【答案】：

(1) 3MnO+ 6KOH + KCIO3K MnO +KCI+3H O

(2) 3MnO+ 4H =2MnO+ MnO ↓+2H O

(3)设KMnO 的理论产量为m，由以上两个反应可得关系式：

3MnO- 3K MnO- 2KMnO

3×872×158

2.5g×80%m

解得：m= =2.4g

答：KMnO 的理论产量为2.4g

(4) 2KMnO + 8H SO + 5Na C OK SO + 2MnSO + 5Na2SO + l0CO ↑+ 8H O

(5)设该KMnO 的纯度为x，由方程式可得关系式如下：

2KMnO- 5Na C O

2×158 5×134

0.165x g 0.335g

解得：x= 100%=95.8%

答：该KMnO 的纯度为95.8%

【解题技巧】根据新情境和相关信息书写氧化还原反应方程式技巧：（1）要求学生能结合题意，提取相关信息，利用氧化还原反应的基本性质和一般规律，判断反应物和产物；（2）根据得失电子守恒，原子守恒和电荷进行配平。化学计算技巧：对于多步反应，根据化学方程式找出已知物质与目标物质之间关系如本题中运用关系式3MnO —3K MnO — 2KMnO 进行计算。

【启示】（1）注重计算的基本方法，加强基本功训练；（2）在元素化合物学习过程中要注意化学反应过程研究化学方程式书写过程。

二、以物质的推断为背景考查氧化还原反应

以氧化还原反应为中心的推断题，除要求学生紧紧抓住反应过程中产生的各种现象，如气体的放出、沉淀的生成、颜色的变化等作为突破口，结合所学元素及化合物知识进行推断外，更重要的是能运用氧化还原反应的基本原理和相关规律进行综合分析，得出关键性的结论。

【例题】（2008年北京理综卷，28）由Fe O 、Fe、CuO、C、A1中的几种物质组成的混合粉末，取样品进行下列实验（部分产物略去）：

氧化还原电位 篇4

试验采用环保型的还原剂二氧化硫脲来替代保险粉。二氧化硫脲无色无臭, 纯态性质较保险粉稳定, 既无还原性, 又无氧化性, 储藏安全, 但在碱性加热条件下性质活泼, 显示较强的还原性, 分解成尿素和具有还原能力的次硫酸[3], 其反应机理如图1所示[5]。

选择靛蓝染料用量、氢氧化钠用量及二氧化硫脲用量作为试验参数, 如下在常温下进行靛蓝染料还原试验, 测试还原一定时间后溶液的电位值来评判二氧化硫脲对靛蓝染料的还原效果。通过试验的探讨, 拟为纺织及印染行业在优化产品质量, 节约染色成本, 降低环境污染等方面提供借鉴。

1 实验药品及仪器

1.1 主要药品

靛蓝染料 (工业用) 、氢氧化钠 (分析纯, 西陇化工股份有限公司) 、二氧化硫脲 (工业用, 广州穗欣化工有限公司) 。

1.2 主要仪器

JA2003N型电子天平 (精度1mg) 、八孔水浴锅和笔式ORP-286型电位仪。

2 靛蓝染料还原工艺试验

2.1 还原工艺曲线

二氧化硫脲还原靛蓝染料的还原工艺曲线如图2所示。

2.2 还原工艺处方

2.2.1 染料用量对还原试验的影响

按照图2所示工艺曲线, 依次加入染料、氢氧化钠和二氧化硫脲。在氢氧化钠浓度为10g/L, 二氧化硫脲浓度为10g/L的条件下, 分别加入浓度为1g/L、2g/L、4g/L、7g/L、10 g/L、15g/L、20g/L的染料, 还原30min后测试溶液的电位值。

2.2.2 氢氧化钠用量对还原试验的影响

按照图2所示工艺曲线, 依次加入染料、氢氧化钠和二氧化硫脲。在染料浓度为4g/L, 二氧化硫脲浓度为10g/L的条件下, 加入氢氧化钠, 浓度分别为1g/L、3g/L、5g/L、7g/L、10g/L、15g/L、25g/L, 还原30min后测试溶液的电位值。

2.2.3 二氧化硫脲用量对还原试验的影响

按照图2所示工艺曲线, 依次加入染料、氢氧化钠、二氧化硫脲。在染料浓度为4g/L, 氢氧化钠浓度为10g/L的条件下, 加入二氧化硫脲, 浓度分别为1g/L、3g/L、5g/L、7g/L、10g/L、15g/L、25g/L, 还原30min后测试溶液的电位值。

2.3 测试指标

采用笔式ORP-286型电位仪测试溶液还原后的电位值, 将电位仪插入溶液中搅动均匀后静置, 待显示读数稳定后读取还原电位值。

3 靛蓝染料还原工艺参数对溶液电位值的影响

3.1 染料用量

染料用量对溶液还原电位值的影响结果如图3所示。

由图3可知, 随着染料用量的增加, 溶液还原电位值逐渐增加, 当染料浓度达到10g/L时, 溶液的还原电位值趋于平衡。分析原因是当染料浓度低于10g/L时, 溶液中染料用量较少, 而二氧化硫脲用量相对较多, 染料充分被还原成隐色体, 使得溶液的还原电位值较高。

3.2 氢氧化钠用量

氢氧化钠用量对溶液还原电位值的影响如图4所示。

在此反应中, 氢氧化钠的作用主要有:保证二氧化硫脲反应成为甲脒亚磺酸, 使还原液有一定的还原电位值;使靛蓝染料转变为隐色体钠盐的形式, 保证染料的上染率;中和二氧化硫脲分解产生的酸式盐, 保证溶液中的碱性, 能够使得反应过程顺利进行[6]。

由图4可知, 随着溶液中氢氧化钠含量的增加, 溶液还原电位值逐渐增大, 当溶液中氢氧化钠浓度超过10g/L时, 溶液的还原电位值增长放缓。表明氢氧化钠浓度达到10g/L时, 已基本满足还原剂所需的碱性环境要求, 而通过二氧化硫脲还原靛蓝染料的反应机理可知:1mol的二氧化硫脲分解需要1mol的氢氧化钠, 因此, 氢氧化钠不仅要促使二氧化硫脲分解, 同时还要维持还原体系的碱性环境。

3.3二氧化硫脲用量

二氧化硫脲用量对溶液还原电位值的影响如图5所示。

由图5可知, 随着二氧化硫脲用量的增加, 溶液的还原电位值先增大后减小, 在二氧化硫脲浓度为10g/L左右时达到最大还原电位值。究其原因是二氧化硫脲用量低于10g/L时, 增加二氧化硫脲的浓度, 有利于靛蓝染料还原成隐色体, 而当二氧化硫脲浓度高于10g/L时, 二氧化硫脲相对于靛蓝染料属于过量, 使染料结构发生过还原, 电位值下降。

4 最优还原工艺探讨

4.1 正交试验设计

选择靛蓝染料用量、强氧化纳用量及二氧化硫脲用量这3个工艺参数为正交试验因素, 每个因素设计为4水平, 依据单因素试验结果所确定的各水平值, 如表1所示。

4.2 正交试验结果与分析

正交试验数据结果如表2所示。

由表2可知, 3个因素的极差大小顺序为:氢氧化纳用量>染料用量>二氧化硫脲用量。靛蓝染料的最优还原工艺参数方案为A2B4C2, 即染料用量为7g/L, 氢氧化钠用量15g/L, 二氧化硫脲用量7g/L。

5 结语

靛蓝染料在碱性条件下被二氧化硫脲还原为隐色体钠盐形式, 其最佳还原条件为:染料用量为7g/L, 氢氧化钠用量15g/L, 二氧化硫脲用量7g/L。希望本试验的探讨可以为纺织印染行业提供参考。

摘要：阐述了常温下靛蓝染料还原工艺处方及靛蓝染料还原工艺曲线, 依据基础还原工艺对染料用量、氢氧化钠用量及二氧化硫脲用量进行单因素分析, 以染料还原后溶液的电位值作为还原效果衡量指标, 并通过正交试验确定了靛蓝染料的最佳还原工艺。结果表明:靛蓝染料用量及氢氧化钠用量在10g/L时, 溶液的电位值趋于稳定, 而二氧化硫脲用量在10g/L时, 溶液的电位值达到最大。正交试验结果可知:染料用量为7g/L, 氢氧化钠用量15g/L, 二氧化硫脲用量7g/L时, 溶液的还原电位值最大, 还原效果最好。

关键词：靛蓝染料,二氧化硫脲,还原,工艺优化

参考文献

[1]朴理哲.还原染料的发展状况及前景[J].吉化科技, 1995, (3) :16-21.

[2]闫丽君.靛蓝染料染色影响因素分析[D].石家庄:河北科技大学, 2010.

[3]郑明远.硫化染料染色新型氧化还原体系的应用[D].石家庄:河北科技大学, 2014.

[4]杨壁玲.植物靛蓝染色传统工艺原理及应用现状[J].染整技术, 2008, 30 (3) :13-15.

[5]罗小勤等.靛蓝的电化学还原及其染色工艺的探讨[J].印染助剂, 2008, 25 (3) :21-26.